JP5048860B1 - Magnetic recording device - Google Patents

Magnetic recording device Download PDF

Info

Publication number
JP5048860B1
JP5048860B1 JP2011186418A JP2011186418A JP5048860B1 JP 5048860 B1 JP5048860 B1 JP 5048860B1 JP 2011186418 A JP2011186418 A JP 2011186418A JP 2011186418 A JP2011186418 A JP 2011186418A JP 5048860 B1 JP5048860 B1 JP 5048860B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
magnetic
write current
polarity side
write
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011186418A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013048001A (en
Inventor
正人 松原
正人 椎本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2011186418A priority Critical patent/JP5048860B1/en
Priority to US13/402,972 priority patent/US8670201B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5048860B1 publication Critical patent/JP5048860B1/en
Publication of JP2013048001A publication Critical patent/JP2013048001A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/313Disposition of layers
    • G11B5/3133Disposition of layers including layers not usually being a part of the electromagnetic transducer structure and providing additional features, e.g. for improving heat radiation, reduction of power dissipation, adaptations for measurement or indication of gap depth or other properties of the structure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B2005/0002Special dispositions or recording techniques
    • G11B2005/0005Arrangements, methods or circuits
    • G11B2005/0021Thermally assisted recording using an auxiliary energy source for heating the recording layer locally to assist the magnetization reversal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Abstract

【課題】マイクロ波アシスト記録方式を採用した磁気記録装置において、正極性側のマイクロ波周波数と負極性側のマイクロ波周波数をともに最適に調整する。
【解決手段】本発明に係る磁気記録装置は、正極性側の電流波形と負極性側の電流波形が非対称なライト電流を、磁気ヘッドに供給する。
【選択図】図4
In a magnetic recording apparatus employing a microwave assisted recording system, both a positive-side microwave frequency and a negative-side microwave frequency are optimally adjusted.
A magnetic recording apparatus according to the present invention supplies a write current having an asymmetric current waveform on a positive polarity side and a current waveform on a negative polarity side to a magnetic head.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、磁気記録装置に関するものである。   The present invention relates to a magnetic recording apparatus.

HDD(Hard Disk Drive)の記録密度向上にともない、記録媒体のビットサイズは微細化が進んでいる。しかし、ビットサイズの微細化が進むにつれ、熱揺らぎによる記録状態の消失が懸念される。この問題を解決し、高密度記録で記録ビットを安定に維持するためには、保磁力の大きな(すなわち磁気異方性の大きな)記録媒体を使用する必要がある。   As the recording density of HDD (Hard Disk Drive) is improved, the bit size of the recording medium is becoming finer. However, as the bit size becomes finer, there is a concern that the recording state may be lost due to thermal fluctuation. In order to solve this problem and maintain a stable recording bit in high-density recording, it is necessary to use a recording medium having a large coercive force (that is, a large magnetic anisotropy).

保磁力の大きな記録媒体に情報を記録するためには、強い記録磁界が必要である。しかし実際には、記録ヘッドの狭小化、および利用できる磁性材料の制限により、記録磁界強度にも上限がある。そのため、記録媒体の保磁力は、記録ヘッドが発生することができる記録磁界の大きさによって制約される。   In order to record information on a recording medium having a large coercive force, a strong recording magnetic field is required. In practice, however, the recording magnetic field strength has an upper limit due to the narrowing of the recording head and the limitation of the magnetic material that can be used. For this reason, the coercive force of the recording medium is limited by the magnitude of the recording magnetic field that can be generated by the recording head.

このように、媒体の高い熱安定性と、記録しやすい保磁力という、相反する要求に応えるため、各種の補助手段を使って記録媒体の保磁力を記録時のみ実効的に低くする記録手法が考案されている。磁気ヘッドとレーザなどの加熱手段を併用して情報を記録する熱アシスト記録などがその代表である。   As described above, in order to meet the conflicting demands of high thermal stability of the medium and coercivity that is easy to record, there is a recording technique that effectively reduces the coercivity of the recording medium only during recording using various auxiliary means. It has been devised. A representative example thereof is heat-assisted recording in which information is recorded by using a magnetic head and a heating means such as a laser in combination.

一方、記録ヘッドからの記録磁界に高周波磁界を併用することにより、記録媒体の保磁力を局所的に低減させて情報を記録する手法も存在する。例えば、下記特許文献1には、高周波磁界により磁気記録媒体をジュール加熱あるいは磁気共鳴加熱し、記録媒体の保磁力を局所的に低減させ、情報を記録する技術が開示されている。このような高周波磁界と磁気ヘッド磁界との磁気共鳴を利用する記録手法(以降、マイクロ波アシスト記録という)では磁気共鳴を利用するので、反転磁界の低減効果を得るためには、記録媒体の異方性磁界に比例する、強い高周波磁界を印加することが必要である。   On the other hand, there is a technique for recording information by locally reducing the coercive force of a recording medium by using a high-frequency magnetic field in combination with a recording magnetic field from a recording head. For example, Patent Document 1 below discloses a technique for recording information by locally reducing the coercivity of a recording medium by Joule heating or magnetic resonance heating of the magnetic recording medium with a high-frequency magnetic field. In such a recording method that uses magnetic resonance between a high-frequency magnetic field and a magnetic head magnetic field (hereinafter referred to as microwave assisted recording), magnetic resonance is used. It is necessary to apply a strong high-frequency magnetic field that is proportional to the isotropic magnetic field.

下記非特許文献1には、外部からのバイアス磁界なしに発振するスピントルク発振器に関する計算結果が開示されている。   Non-Patent Document 1 below discloses a calculation result regarding a spin torque oscillator that oscillates without an external bias magnetic field.

下記非特許文献2には、垂直磁気ヘッドの主磁極に隣接した磁気記録媒体の近傍に、スピントルクによって磁化が高速回転する磁化高速回転体(Field Generation Layer:FGL)を配置してマイクロ波(高周波磁界)を発生させ、磁気異方性の大きな磁気記録媒体に情報を記録する技術が開示されている。   In Non-Patent Document 2 below, a magnetic high-speed rotating body (Field Generation Layer: FGL) in which magnetization is rotated at high speed by spin torque is arranged in the vicinity of a magnetic recording medium adjacent to a main magnetic pole of a perpendicular magnetic head. A technique for generating a high-frequency magnetic field) and recording information on a magnetic recording medium having a large magnetic anisotropy is disclosed.

下記非特許文献3には、FGLに近接する主磁極の磁界を利用してFGLの回転方向を制御するスピントルク発振器が開示されている。これにより、効率的に、媒体のマイクロ波アシスト磁化反転が実現できるとされている。   Non-Patent Document 3 below discloses a spin torque oscillator that controls the rotation direction of the FGL using the magnetic field of the main magnetic pole close to the FGL. Thereby, it is said that microwave-assisted magnetization reversal of the medium can be realized efficiently.

また、ライト電流を利用した記録補償方法として、書き込み補償(ライトプリコンペンセーション)がある。これは、高記録密度化によりビット間の磁化が相互に干渉することによって生じる、ノンリニアビットシフト(NLTS:Non−Linear Transition Shift)を補償する方法である。同手法では、情報を記録するときにあらかじめ特定されたビットの位相をシフトすることにより、ピークシフトが問題になる特定のビット配列のデータを調整する。   As a recording compensation method using write current, there is write compensation (write pre-compensation). This is a method of compensating for a non-linear transition shift (NLTS) caused by the inter-bit interference between the bits due to the higher recording density. In this method, data of a specific bit arrangement in which peak shift is a problem is adjusted by shifting the phase of a bit specified in advance when recording information.

特開平6−243527号公報JP-A-6-243527

X. Zhu and J. G. Zhu, “Bias-Field-Free Microwave Oscillator Driven by Perpendicularly Polarized Spin Current”, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, P2670 VOL.42, NO.10 (2006)X. Zhu and J. G. Zhu, “Bias-Field-Free Microwave Oscillator Driven by Perpendicularly Polarized Spin Current”, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, P2670 VOL.42, NO.10 (2006) J. G. Zhu and X. Zhu, “Microwave Assisted Magnetic Recording”, The Magnetic Recording Conference (TMRC) 2007 Paper B6 (2007)J. G. Zhu and X. Zhu, “Microwave Assisted Magnetic Recording”, The Magnetic Recording Conference (TMRC) 2007 Paper B6 (2007) J. Zhu and Y. Wang, “Microwave Assisted Magnetic Recording with Circular AC Field Generated by Spin Torque Transfer”, MMM Conference 2008 Paper GA-02 (2008)J. Zhu and Y. Wang, “Microwave Assisted Magnetic Recording with Circular AC Field Generated by Spin Torque Transfer”, MMM Conference 2008 Paper GA-02 (2008)

マイクロ波アシスト記録方式において、スピントルクオシレーターから発生したマイクロ波磁界によるアシスト効果を効率よく発揮させるためには、マイクロ波磁界の周波数が記録媒体の磁気共鳴周波数と一致することが重要である。これは、マイクロ波アシスト記録方式においては、マイクロ波磁界と媒体磁化とを強磁性共鳴させることより、媒体磁化の保持力を大幅に低下させ、結果として記録媒体の磁化反転磁界を大きく低減させるためである。   In the microwave assisted recording method, in order to efficiently exhibit the assist effect by the microwave magnetic field generated from the spin torque oscillator, it is important that the frequency of the microwave magnetic field matches the magnetic resonance frequency of the recording medium. This is because, in the microwave assisted recording system, the magnetic field and the magnetization of the medium are ferromagnetically resonated, thereby greatly reducing the holding power of the magnetization of the medium and, as a result, greatly reducing the magnetization reversal field of the recording medium. It is.

非特許文献3のように、主磁極から発生する磁界を利用してアシスト効果を効率よく発揮させる構造を採用している場合、主磁極磁界には、正磁界(媒体に下向きに印加される磁界)と負磁界(媒体に上向きに印加される磁界)が存在する。正負磁界によってスピントルクオシレーターには正負の磁界が印加される。   When a structure that efficiently uses the magnetic field generated from the main magnetic pole to effectively exert the assist effect as in Non-Patent Document 3, the main magnetic pole magnetic field includes a positive magnetic field (a magnetic field applied downward to the medium). ) And a negative magnetic field (a magnetic field applied upward to the medium). Positive and negative magnetic fields are applied to the spin torque oscillator by the positive and negative magnetic fields.

マイクロ波磁界周波数は、スピントルクオシレーターに印加される磁界強度に対して相関があることが知られており、磁界強度が高くなるにつれて、マイクロ波周波数は高くなる。これは、スピントルクオシレーターに流れるスピンからFGLが受けるスピントルクと、外部磁界とが釣り合うことによってスピントルク発振が生じ、スピントルクオシレーターが外部から強い磁界を受けると、FGLの磁化の緩和時間が短くなって磁化回転が速くなるためである。このことは同時に、FGL磁化の発振周波数が高くなること、つまりマイクロ波磁界の周波数も同時に高くなることを示している。   It is known that the microwave magnetic field frequency has a correlation with the magnetic field strength applied to the spin torque oscillator, and the microwave frequency increases as the magnetic field strength increases. This is because spin torque oscillation occurs due to the balance between the spin torque received by the FGL from the spin flowing in the spin torque oscillator and the external magnetic field. When the spin torque oscillator receives a strong magnetic field from the outside, the relaxation time of the FGL magnetization is short. This is because the magnetization rotation becomes faster. This simultaneously indicates that the oscillation frequency of FGL magnetization is increased, that is, the frequency of the microwave magnetic field is also increased.

スピントルクオシレーターから発生するマイクロ波周波数は、主磁極からスピントルクオシレーターに印加される磁界が正負極性とも等しい絶対値を有する場合でも、スピントルクオシレーターの形状や膜特性によっては、正負極性間で非対称になってしまう可能性がある。この場合、正磁界中におけるマイクロ波周波数が記録媒体にとって最適であっても、負磁界中におけるマイクロ波周波数が記録媒体にとって最適な周波数からずれてしまう現象が生じてしまう。そのため、マイクロ波のアシスト効果を最大限に利用することができず、信号品質を示す指標であるSNR(Signal to Noise Ratio)が悪化してしまう可能性が懸念される。   The microwave frequency generated from the spin torque oscillator is asymmetric between the positive and negative polarity depending on the shape and film characteristics of the spin torque oscillator, even when the magnetic field applied from the main pole to the spin torque oscillator has the same absolute value as the positive and negative polarity. There is a possibility of becoming. In this case, even if the microwave frequency in the positive magnetic field is optimum for the recording medium, a phenomenon occurs in which the microwave frequency in the negative magnetic field deviates from the optimum frequency for the recording medium. Therefore, the microwave assist effect cannot be used to the maximum, and there is a concern that the SNR (Signal to Noise Ratio), which is an indicator of signal quality, may deteriorate.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、マイクロ波アシスト記録方式を採用した磁気記録装置において、正極性側のマイクロ波周波数と負極性側のマイクロ波周波数をともに最適に調整することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and in a magnetic recording apparatus employing a microwave assisted recording method, both the microwave frequency on the positive polarity side and the microwave frequency on the negative polarity side are both set. The purpose is to adjust optimally.

本発明に係る磁気記録装置は、正極性側の電流波形と負極性側の電流波形が非対称なライト電流を、磁気ヘッドに供給する。   The magnetic recording apparatus according to the present invention supplies a write current having an asymmetric current waveform on the positive polarity side and current waveform on the negative polarity side to the magnetic head.

本発明に係る磁気記録装置によれば、ライト電流を極性ごとに調整することにより、正負磁界中におけるマイクロ波周波数を等しくすることができる。これにより、記録媒体にとって最適なマイクロ波周波数を利用して情報を記録することができる。したがって、マイクロ波アシスト効果を最大限に利用した磁気記録装置を提供することができる。   According to the magnetic recording apparatus of the present invention, the microwave frequency in the positive and negative magnetic fields can be made equal by adjusting the write current for each polarity. As a result, information can be recorded using a microwave frequency optimum for the recording medium. Therefore, it is possible to provide a magnetic recording apparatus that makes maximum use of the microwave assist effect.

実施形態1に係る磁気記録装置1000の構成図である。1 is a configuration diagram of a magnetic recording apparatus 1000 according to Embodiment 1. FIG. 磁気ヘッド010の模式図である。1 is a schematic diagram of a magnetic head 010. FIG. 記録ヘッド部100とその一部であるスピントルクオシレーター110の詳細構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a recording head unit 100 and a spin torque oscillator 110 that is a part of the recording head unit. ライト電流303のタイムチャートである。3 is a time chart of a write current 303. 主磁極120とシールド130の間でスピントルクオシレーター110に印加される磁界とマイクロ波周波数の実験例を示す図である。It is a figure which shows the experimental example of the magnetic field applied to the spin torque oscillator 110 between the main magnetic pole 120 and the shield 130, and a microwave frequency. 正負極性間のマイクロ波周波数のずれと信号品質の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the shift | offset | difference of the microwave frequency between positive / negative polarity, and signal quality. 磁気記録装置1000がライト電流303を最適化する処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing processing for optimizing a write current 303 by the magnetic recording apparatus 1000. 実施形態2におけるライト電流307のタイムチャートである。6 is a time chart of a write current 307 in the second embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。理解を容易にするため、以下の図において同じ機能部分には同一の符号を付して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, the same functional parts are denoted by the same reference numerals in the following drawings.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る磁気記録装置1000の構成図である。磁気記録装置1000は、磁気ディスク001、磁気ヘッド010を備える磁気ディスク装置である。磁気ヘッド010は、後述するスピントルクオシレーター110を有している。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic recording apparatus 1000 according to Embodiment 1 of the present invention. The magnetic recording device 1000 is a magnetic disk device including a magnetic disk 001 and a magnetic head 010. The magnetic head 010 has a spin torque oscillator 110 described later.

磁気ディスク001は、ディスクの中央を固定されている。スピンドルモーター(SPM)002は、磁気ディスク001を回転させる。アクチュエーター003は、磁気ヘッド010の位置を固定する。ボイスコイルモーター004は、アクチュエーター003を駆動することにより、磁気ヘッド010を磁気ディスク001上で半径方向に移動させることができる。   The magnetic disk 001 is fixed at the center of the disk. A spindle motor (SPM) 002 rotates the magnetic disk 001. The actuator 003 fixes the position of the magnetic head 010. The voice coil motor 004 can move the magnetic head 010 in the radial direction on the magnetic disk 001 by driving the actuator 003.

磁気記録装置1000はさらに、ヘッドアンプIC005、リードライトチャネル(R/Wチャネル)006、ハードディスクコントローラ(HDC)/マイクロプロセッサ(MPU)集積回路007(以下、HDC/MPU007)を備える。   The magnetic recording apparatus 1000 further includes a head amplifier IC005, a read / write channel (R / W channel) 006, and a hard disk controller (HDC) / microprocessor (MPU) integrated circuit 007 (hereinafter, HDC / MPU007).

HDC/MPU007は、外部ホストからの書き込みデータを受信し、R/Wチャネル006を介して、ヘッドアンプIC005に伝送する。ヘッドアンプIC005は、R/Wチャネル006から供給されたライト信号302に対応したライト電流303を磁気ヘッド010に供給する。磁気ヘッド010は、ライト電流303に対応する信号を磁気ディスク001に書き込む。   The HDC / MPU 007 receives write data from the external host and transmits it to the head amplifier IC 005 via the R / W channel 006. The head amplifier IC 005 supplies a write current 303 corresponding to the write signal 302 supplied from the R / W channel 006 to the magnetic head 010. The magnetic head 010 writes a signal corresponding to the write current 303 to the magnetic disk 001.

磁気ヘッド010は、磁気ディスク001に記憶されているデータをリード信号304として読み出す。ヘッドアンプIC005は、リード信号304を増幅し、R/Wチャネル006を介して、HDC/MPU007から外部ホストに出力する。   The magnetic head 010 reads data stored on the magnetic disk 001 as a read signal 304. The head amplifier IC 005 amplifies the read signal 304 and outputs it from the HDC / MPU 007 to the external host via the R / W channel 006.

ヘッドアンプIC005はさらに、スピントルクオシレーター110にスピンを供給するための駆動信号(電流または電圧)301を生成するSTO電流印加装置を含む。   The head amplifier IC005 further includes an STO current application device that generates a drive signal (current or voltage) 301 for supplying spin to the spin torque oscillator 110.

本発明における「電流供給回路」「エラーレート測定部」は、ヘッドアンプIC005がこれに相当する。   The “current supply circuit” and “error rate measurement unit” in the present invention correspond to the head amplifier IC005.

図2は、磁気ヘッド010の模式図である。磁気ヘッド010は、記録ヘッド部100と再生ヘッド部200を備える、記録再生分離ヘッドである。   FIG. 2 is a schematic diagram of the magnetic head 010. The magnetic head 010 is a recording / reproducing separation head including a recording head unit 100 and a reproducing head unit 200.

記録ヘッド部100は、スピントルクオシレーター110、主磁極120、コイル160を備える。スピントルクオシレーター110は、高周波磁界を発生する。主磁極120は、記録ヘッド磁界を発生する。コイル160は、主磁極120に磁場を励磁する。さらに、主磁極120のトレーリング方向にトレーリングシールド130を設けることができる。   The recording head unit 100 includes a spin torque oscillator 110, a main magnetic pole 120, and a coil 160. The spin torque oscillator 110 generates a high frequency magnetic field. The main magnetic pole 120 generates a recording head magnetic field. The coil 160 excites a magnetic field on the main magnetic pole 120. Furthermore, a trailing shield 130 can be provided in the trailing direction of the main pole 120.

トレーリング方向は、磁気ヘッド010の記録媒体に対する進行方向とは反対の方向である。リーディング方向は、磁気ヘッド010の媒体対に対する進行方向である。図2には示していないが、主磁極120のトラック幅方向の外側にサイドシールドを設けてもよい。   The trailing direction is opposite to the traveling direction of the magnetic head 010 relative to the recording medium. The leading direction is the traveling direction of the magnetic head 010 with respect to the medium pair. Although not shown in FIG. 2, a side shield may be provided outside the main pole 120 in the track width direction.

図2に示す構成では、磁気ディスク001に対する磁気ヘッド010の進行方向から見て、再生ヘッド部200が先頭で記録ヘッド部100が後方の配置としているが、磁気ヘッド010の進行方向から見て記録ヘッド部100が先頭で再生ヘッド部200が後方になるように配置を逆転した構成でもよい。   In the configuration shown in FIG. 2, the reproducing head unit 200 is arranged at the head and the recording head unit 100 is arranged at the rear when viewed from the traveling direction of the magnetic head 010 with respect to the magnetic disk 001. The arrangement may be reversed so that the head unit 100 is at the head and the reproducing head unit 200 is at the rear.

再生ヘッド部200は、再生センサ210、下部磁気シールド220、上部磁気シールド230を備える。再生センサ210は、記録信号を再生する役割を担うことさえできれば任意の構成を採用することができる。再生センサ210の構成としては、いわゆるGMR(Giant Magneto−Resistive)効果を有する再生センサでもよいし、TMR(Tunneling Magneto−Resistive)効果を有する再生センサでもよいし、EMR(Electro Mechanical Resonant)効果を有する再生センサでもよい。また、外部磁界に対して逆極性の応答をする2つ以上の再生センサを有するいわゆる差動型再生センサでもよい。下部磁気シールド220と上部磁気シールド230は、再生信号品質を向上させるために重要な役割を担うため、設けることが好ましい。   The reproducing head unit 200 includes a reproducing sensor 210, a lower magnetic shield 220, and an upper magnetic shield 230. The reproduction sensor 210 can adopt any configuration as long as it can play a role of reproducing a recording signal. The configuration of the regenerative sensor 210 may be a regenerative sensor having a so-called GMR (Giant Magneto-Resitive) effect, a regenerative sensor having a TMR (Tunneling Magneto-Resitive) effect, or an EMR (Electro Mechanical Resonant) effect. A regeneration sensor may be used. Also, a so-called differential reproduction sensor having two or more reproduction sensors that respond to an external magnetic field with opposite polarities may be used. Since the lower magnetic shield 220 and the upper magnetic shield 230 play an important role in improving the reproduction signal quality, it is preferable to provide them.

図3は、記録ヘッド部100とその一部であるスピントルクオシレーター110の詳細構成を示す図である。図中に示す垂直記録媒体001の記録層は、磁気的にABS(Air Bearing Surface)面と垂直な方向に磁化される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the recording head unit 100 and the spin torque oscillator 110 which is a part of the recording head unit 100. The recording layer of the perpendicular recording medium 001 shown in the drawing is magnetically magnetized in a direction perpendicular to an ABS (Air Bearing Surface) surface.

磁気ディスク001は、一般的には、保護膜、記録層、軟磁性下地層などから構成される。磁気ディスク001は、各ビットが連続して存在するいわゆる連続媒体でもよいし、複数のトラック間に記録ヘッドが情報を書き込むことができない非磁性領域が設けられている、いわゆるディスクリートトラックメディアでもよい。また、基板上に、凸状の磁性パターンと磁性パターン間の凹部を充填する非磁性体とを含む、いわゆるパターンド媒体でもよい。   The magnetic disk 001 is generally composed of a protective film, a recording layer, a soft magnetic underlayer, and the like. The magnetic disk 001 may be a so-called continuous medium in which each bit exists continuously, or may be a so-called discrete track medium in which a non-magnetic area where the recording head cannot write information is provided between a plurality of tracks. Also, a so-called patterned medium including a convex magnetic pattern and a non-magnetic material filling the concave portion between the magnetic patterns on the substrate may be used.

磁気ヘッド部100のスピントルクオシレーター110は、FGL111、中間層112、スピン注入固定層113、回転ガイド層114を有する。FGL111は、高周波磁界を発生する。中間層112は、スピン透過性の高い材料を用いて構成されている。スピン注入固定層113は、FGL111にスピントルクを与える。回転ガイド層114は、FGL111の磁化回転を安定化させるための層である。   The spin torque oscillator 110 of the magnetic head unit 100 includes an FGL 111, an intermediate layer 112, a spin injection fixed layer 113, and a rotation guide layer 114. The FGL 111 generates a high frequency magnetic field. The intermediate layer 112 is configured using a material having high spin permeability. The spin injection pinned layer 113 gives a spin torque to the FGL 111. The rotation guide layer 114 is a layer for stabilizing the magnetization rotation of the FGL 111.

主磁極120とトレーリングシールド130は、スピントルクオシレーター110に対する電極としても利用される。電流は、スピントルクオシレーター110の膜面に対して垂直に流す。この電流により、スピントルクオシレーター110にスピンを注入することができる。   The main magnetic pole 120 and the trailing shield 130 are also used as electrodes for the spin torque oscillator 110. The current is passed perpendicular to the film surface of the spin torque oscillator 110. With this current, spin can be injected into the spin torque oscillator 110.

スピントルクオシレーター110の構成は、図3に示すように主磁極120側から回転ガイド層114、FGL111、中間層112、スピン注入固定層113の順に積層してもよいし、反対に主磁極120側からスピン注入固定層113、中間層112、FGL111、回転ガイド層114の順に積層してもよい。   As shown in FIG. 3, the spin torque oscillator 110 may be formed by laminating the rotation guide layer 114, the FGL 111, the intermediate layer 112, and the spin injection pinned layer 113 in this order from the main magnetic pole 120 side. The spin injection pinned layer 113, the intermediate layer 112, the FGL 111, and the rotation guide layer 114 may be stacked in this order.

スピントルクオシレーター110の総膜厚の下限は特にないが、上限は200nm程度である。これは、スピントルクオシレーター110の総膜厚が厚すぎると主磁極120とトレーリングシールド130の間の距離が広がりすぎ、スピントルクオシレーター110に印加させる主磁極120からの磁界の減衰が激しくなり、FGL111の高周波発振が持続できなくなるためである。   There is no particular lower limit on the total film thickness of the spin torque oscillator 110, but the upper limit is about 200 nm. This is because, if the total film thickness of the spin torque oscillator 110 is too thick, the distance between the main magnetic pole 120 and the trailing shield 130 becomes too wide, and the attenuation of the magnetic field from the main magnetic pole 120 applied to the spin torque oscillator 110 becomes severe. This is because the high-frequency oscillation of the FGL 111 cannot be sustained.

本実施形態1において、中間層112の材料はCuであり、膜厚は2nmである。中間層112の材料としては、非磁性体の導電性材料であることが好ましく、例えばAu、Ag、Pt、Ta、Ir、Al、Si、Ge、Tiなどを用いることができる。   In the first embodiment, the material of the intermediate layer 112 is Cu, and the film thickness is 2 nm. The material of the intermediate layer 112 is preferably a nonmagnetic conductive material. For example, Au, Ag, Pt, Ta, Ir, Al, Si, Ge, Ti, or the like can be used.

本実施形態1において、スピン注入固定層113の材料はCo/Ptであり、膜厚は10nmである。また、本実施形態1で用いたCo/Ptの垂直異方性磁界Hkは8kOeである。スピン注入固定層113の材料として、垂直異方性を持った材料を用いることにより、FGL111の発振を安定させることができる。例えばCo/Ptの他に、Co/Ni、Co/Pd、CoCrTa/Pdなどの人工磁性材料を用いることが好ましい。FGL111と同様の材料を用いることもできる。   In the first embodiment, the material of the spin injection fixed layer 113 is Co / Pt, and the film thickness is 10 nm. Further, the Co / Pt perpendicular anisotropy magnetic field Hk used in Embodiment 1 is 8 kOe. By using a material having vertical anisotropy as the material of the spin injection fixed layer 113, the oscillation of the FGL 111 can be stabilized. For example, in addition to Co / Pt, it is preferable to use an artificial magnetic material such as Co / Ni, Co / Pd, or CoCrTa / Pd. The same material as FGL111 can also be used.

本実施形態1において、回転ガイド層114の材料は、垂直異方性エネルギーを持ったCo/Niであり、膜厚は10nmである。本実施形態1におけるCo/Niの垂直異方性磁界Hkは5kOeである。回転ガイド層114もスピン注入固定層113と同様の材料を用いることが好ましい。   In the first embodiment, the material of the rotation guide layer 114 is Co / Ni having perpendicular anisotropy energy, and the film thickness is 10 nm. In the first embodiment, the Co / Ni perpendicular anisotropy magnetic field Hk is 5 kOe. It is preferable to use the same material as the spin injection fixed layer 113 for the rotation guide layer 114.

スピントルクオシレーター110を以上のような構成とすることにより、高周波磁界を磁気ディスク001に印加することができる。   By configuring the spin torque oscillator 110 as described above, a high frequency magnetic field can be applied to the magnetic disk 001.

本実施形態1において、主磁極120とトレーリングシールド130の構成としては、飽和磁化が大きく結晶磁気異方性がほとんどないCoFe合金のような材料を用いることが好ましい。FGL111の材料は、FeCo合金の他に、NiFe合金、CoFeGe、CoMnGe、CoFeAl、CoFeSi、CoMnSi、CoFeSiなどのホイスラー合金、TbFeCoなどのRe−TM系アルモファス系合金、CoCr系合金などでもよい。また、CoIrなど負の垂直異方性エネルギーを持つ材料でもよい。   In the first embodiment, the main magnetic pole 120 and the trailing shield 130 are preferably made of a material such as a CoFe alloy having a large saturation magnetization and little crystal magnetic anisotropy. The material of the FGL 111 may be a NiFe alloy, a CoFeGe, a CoMnGe, a CoFeAl, a Heusler alloy such as CoFeSi, CoMnSi, and CoFeSi, a Re-TM-based amorphous alloy such as TbFeCo, and a CoCr-based alloy in addition to the FeCo alloy. A material having negative vertical anisotropy energy such as CoIr may be used.

以上、本実施形態1に係る磁気記録装置1000の構成を説明した。以下では、磁気ディスク001に情報を書き込むためのライト電流について説明する。   The configuration of the magnetic recording apparatus 1000 according to the first embodiment has been described above. Hereinafter, a write current for writing information to the magnetic disk 001 will be described.

主磁極120から発生される磁界は、ライト電流をコイル160に通電し、電磁誘導によって主磁極120を励磁することにより発生させる。従来技術において、コイル160に通電するライト電流は、正負極性の双方について対称な大きさで通電している。これに対して本発明では、ライト電流の大きさを極性ごとに調整し、マイクロ波アシスト効果を高めることを図る。   The magnetic field generated from the main magnetic pole 120 is generated by passing a write current through the coil 160 and exciting the main magnetic pole 120 by electromagnetic induction. In the prior art, the write current energized to the coil 160 is energized with a symmetrical magnitude for both positive and negative polarity. On the other hand, the present invention aims to enhance the microwave assist effect by adjusting the magnitude of the write current for each polarity.

図4は、ライト電流303のタイムチャートである。比較のため、図4(a)には従来技術におけるライト電流303の波形を示し、図4(b)には本発明におけるライト電流303の波形を示した。   FIG. 4 is a time chart of the write current 303. For comparison, FIG. 4A shows the waveform of the write current 303 in the prior art, and FIG. 4B shows the waveform of the write current 303 in the present invention.

ライト電流303は、主磁極120から正負磁界を発生させるため、正極性と負極性が交互に切り替わる。ライト電流305は、ライトプリコンペンセーションによって位相シフトしたものである。従来技術では、NLTSによって生じた位相のシフトを再生信号に基づき事前に把握することにより、位相をシフトさせている。   Since the write current 303 generates a positive / negative magnetic field from the main magnetic pole 120, the positive polarity and the negative polarity are alternately switched. Write current 305 is phase-shifted by write pre-compensation. In the prior art, the phase is shifted by grasping in advance the phase shift caused by the NLTS based on the reproduction signal.

本発明におけるライト電流306は、ライト電流303の正負いずれかの極性において出力をシフトさせている。ヘッドアンプIC005は、ライト電流306を片側極性ごとに調整することにより、マイクロ波アシスト効果が十分に発揮できるようにする。   The write current 306 in the present invention shifts the output in either the positive or negative polarity of the write current 303. The head amplifier IC005 adjusts the write current 306 for each one-side polarity so that the microwave assist effect can be sufficiently exerted.

ライト電流303の出力をシフトさせる方法としては、例えばヘッドアンプIC005がライト電流303に正負いずれかの直流成分を付加してもよいし、R/Wチャネル006がライト信号302をシフトさせてもよいし、ヘッドアンプIC005がライト電流303をシフトさせてもよい。   As a method of shifting the output of the write current 303, for example, the head amplifier IC005 may add either a positive or negative DC component to the write current 303, or the R / W channel 006 may shift the write signal 302. The head amplifier IC005 may shift the write current 303.

以下では、ライト電流303を極性ごとに調整する理由、およびその調整による記録特性の改善効果について詳細に説明する。   The reason why the write current 303 is adjusted for each polarity and the effect of improving the recording characteristics by the adjustment will be described in detail below.

図5は、主磁極120とシールド130の間でスピントルクオシレーター110に印加される磁界(ギャップ磁界:Hgap)とマイクロ波周波数の実験例を示す図である。スピントルクオシレーター110のトラック幅方向の幅Twは60nm、素子高さ方向の高さSHは90nm、駆動電流は6.5mAである。   FIG. 5 is a diagram showing an experimental example of a magnetic field (gap magnetic field: Hgap) applied to the spin torque oscillator 110 between the main magnetic pole 120 and the shield 130 and a microwave frequency. The width Tw in the track width direction of the spin torque oscillator 110 is 60 nm, the height SH in the element height direction is 90 nm, and the drive current is 6.5 mA.

ギャップ磁界Hgapは、ライト電流303がコイル160に流れることにより主磁極120を励磁した結果、主磁極120とトレーリングシールド130の間に発生するものであるため、ライト電流303の大きさと相関を持つ。そのため、図5の横軸をライト電流303と読みかえることができる。正極性のライト電流303を印加したとき、正方向のギャップ磁界Hgapが印加されるものとする。   The gap magnetic field Hgap is generated between the main magnetic pole 120 and the trailing shield 130 as a result of exciting the main magnetic pole 120 when the write current 303 flows through the coil 160, and thus has a correlation with the magnitude of the write current 303. . Therefore, the horizontal axis in FIG. 5 can be read as the write current 303. It is assumed that a positive gap magnetic field Hgap is applied when a positive write current 303 is applied.

従来技術におけるマイクロ波磁気記録では、磁気ヘッド部100は記録時に正負両極性で同じ大きさのライト電流303を用い、磁界を正負交互に発生させて記録する。同時にスピントルクオシレーター110に対しても、正負両極性で同じ大きさのライト電流303から発生した磁界が印加される。この場合、スピントルクオシレーター110へ印加された磁界に対して、正負極性で対称に同じマイクロ波周波数が発生する。そのマイクロ波が記録媒体の磁気共鳴周波数に一致すれば、高いアシスト効果を得ることができる。   In the microwave magnetic recording in the prior art, the magnetic head unit 100 uses the write current 303 having both positive and negative polarities and the same magnitude at the time of recording, and generates a magnetic field by alternately generating positive and negative. At the same time, the magnetic field generated from the write current 303 having the same polarity in both positive and negative polarities is applied to the spin torque oscillator 110. In this case, the same microwave frequency is generated symmetrically with positive and negative polarities with respect to the magnetic field applied to the spin torque oscillator 110. If the microwave matches the magnetic resonance frequency of the recording medium, a high assist effect can be obtained.

しかし、図5の実験例に示すように、実際のスピントルクオシレーター110においては、正極性の磁界によって発生するマイクロ波の周波数依存性401と、負極性の磁界によって発生するマイクロ波の周波数依存性402との間には、大きな違いがある。   However, as shown in the experimental example of FIG. 5, in the actual spin torque oscillator 110, the frequency dependency 401 of the microwave generated by the positive magnetic field and the frequency dependency of the microwave generated by the negative magnetic field are shown. There is a big difference with 402.

例えば図5において、正極性の磁界が+6kOeである場合、マイクロ波周波数は14GHzであるのに対し、負極性の磁界が−6kOeである場合は、マイクロ波周波数は11.5GHzとなり、極性間で3.5GHzの差が発生してしまうことが確認されている。   For example, in FIG. 5, when the positive magnetic field is +6 kOe, the microwave frequency is 14 GHz, whereas when the negative magnetic field is −6 kOe, the microwave frequency is 11.5 GHz. It has been confirmed that a difference of 3.5 GHz will occur.

一方、本発明に係る磁気記録装置1000は、ライト電流303を極性毎に調整する。例えば、負極性の磁界−6kOeに対応するライト電流303の値を、正極性の磁界+3.5kOeに対応する値とすることにより、マイクロ波周波数を両極性ともに11.5GHzに合わせることができる。   On the other hand, the magnetic recording apparatus 1000 according to the present invention adjusts the write current 303 for each polarity. For example, by setting the value of the write current 303 corresponding to the negative magnetic field −6 kOe to a value corresponding to the positive magnetic field +3.5 kOe, the microwave frequency can be adjusted to 11.5 GHz for both polarities.

実際のマイクロ波アシスト磁気記録では、記録媒体の磁気共鳴周波数とマイクロ波周波数を一致させることが重要であるため、ライト電流303を極性ごとに調整することにより、両極性ともに等しいマイクロ波周波数を発生させ、最適な周波数で磁気記録をアシストすることができる。   In actual microwave-assisted magnetic recording, it is important to match the magnetic resonance frequency of the recording medium and the microwave frequency. Therefore, by adjusting the write current 303 for each polarity, the same microwave frequency is generated for both polarities. Magnetic recording can be assisted at an optimum frequency.

次に、マイクロ波周波数が記録媒体にとって最適な周波数から外れたときの記録特性の低下量について説明する。   Next, a description will be given of the amount of decrease in recording characteristics when the microwave frequency deviates from the optimum frequency for the recording medium.

図6は、正負極性間のマイクロ波周波数のずれと信号品質の関係を示す図である。正極性におけるマイクロ波周波数が記録媒体にとって最適な周波数である場合において、負極性のマイクロ波周波数と記録媒体に最適な周波数の間のずれ量と、その状態で記録再生した時の信号品質(SNR)との関係を数値計算すると、図6のようになる。この計算において、磁気ディスク001は垂直記録媒体、スピントルクオシレーター110のトラック幅方向の幅Twは40nm、素子高さ方向の高さSHは40nmと想定した。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the deviation of the microwave frequency between the positive and negative polarities and the signal quality. When the microwave frequency at the positive polarity is the optimum frequency for the recording medium, the amount of deviation between the microwave frequency at the negative polarity and the optimum frequency for the recording medium, and the signal quality (SNR) when recording / reproducing in that state ) Is calculated as shown in FIG. In this calculation, it is assumed that the magnetic disk 001 is a perpendicular recording medium, the width Tw in the track width direction of the spin torque oscillator 110 is 40 nm, and the height SH in the element height direction is 40 nm.

図6の横軸は、負極性のライト電流303が印加されているときのマイクロ波周波数と、正極性のライト電流303が印加されているときのマイクロ波周波数との差分である。正極性におけるマイクロ波周波数は一定としている。図6の縦軸は、ライト電流303の周波数を、最大動作周波数の2分の1(周期Tの2倍)としたときのSNR(2T−SNR)である。   The horizontal axis of FIG. 6 represents the difference between the microwave frequency when the negative write current 303 is applied and the microwave frequency when the positive write current 303 is applied. The microwave frequency in the positive polarity is constant. The vertical axis in FIG. 6 represents the SNR (2T-SNR) when the frequency of the write current 303 is half the maximum operating frequency (twice the period T).

曲線501は、負極性時の周波数が、正極性時の周波数よりも高周波数側にシフトした時の関係性を示す。曲線502は、負極性時の周波数が、正極性時の周波数よりも低周波数側にシフトした時の関係性を示す。   A curve 501 shows the relationship when the frequency at the negative polarity is shifted to a higher frequency side than the frequency at the positive polarity. A curve 502 shows a relationship when the frequency at the negative polarity is shifted to a lower frequency side than the frequency at the positive polarity.

図6に示すように、負極性時のマイクロ波周波数が正極性時のマイクロ波周波数と同じ時(ΔFrequensy=0GHz)に最大のSNRとなり、高周波側・低周波側ともに正極性時の周波数から離れるにしたがって、信号品質が落ちていくことがわかる。例えば、負極性時のマイクロ波周波数が4GHzシフトした場合は、最適な周波数と比べてSNRが2dB低下することがわかる。   As shown in FIG. 6, the maximum SNR is obtained when the microwave frequency at the negative polarity is the same as the microwave frequency at the positive polarity (ΔFrequency = 0 GHz), and the high frequency side and the low frequency side are separated from the frequency at the positive polarity. As can be seen, the signal quality decreases. For example, when the microwave frequency at the time of negative polarity is shifted by 4 GHz, it can be seen that the SNR is reduced by 2 dB compared to the optimum frequency.

本発明に係る磁気記録装置1000は、ライト電流306の極性毎の大きさを調整し、スピントルクオシレーター110が発生するマイクロ波周波数を極性ごとに調整することにより、マイクロ波周波数が記録媒体の共鳴周波数とミスマッチすることによるアシスト効果の劣化を防ぎ、マイクロ波アシスト記録の効果を最大限に生かすことができる。   The magnetic recording apparatus 1000 according to the present invention adjusts the magnitude of the write current 306 for each polarity and adjusts the microwave frequency generated by the spin torque oscillator 110 for each polarity, so that the microwave frequency is resonant with the recording medium. Deterioration of the assist effect due to mismatching with the frequency can be prevented, and the effect of the microwave assist recording can be maximized.

図7は、磁気記録装置1000がライト電流303を最適化する処理を示すフローチャートである。以下、図7の各ステップについて説明する。   FIG. 7 is a flowchart showing processing for optimizing the write current 303 by the magnetic recording apparatus 1000. Hereinafter, each step of FIG. 7 will be described.

(図7:ステップS701)
ヘッドアンプIC005は、主磁極120とトレーリングシールド130の電極からスピントルクオシレーター110に対し駆動電流を印加し、スピンを注入する。例えば、駆動電流として電流密度が1×10A/cmの電流を印加する。これにより、スピントルクオシレーター110を構成するスピン注入層113からFGL111へスピンを注入する状態にする。この段階では、スピントルクオシレーター110に磁界が印加されていないため、FGL111は発振していない。
(FIG. 7: Step S701)
The head amplifier IC005 applies a drive current to the spin torque oscillator 110 from the electrodes of the main magnetic pole 120 and the trailing shield 130 to inject spin. For example, a current having a current density of 1 × 10 8 A / cm 2 is applied as the drive current. As a result, a state in which spin is injected from the spin injection layer 113 constituting the spin torque oscillator 110 into the FGL 111 is set. At this stage, since no magnetic field is applied to the spin torque oscillator 110, the FGL 111 does not oscillate.

(図7:ステップS702)
ヘッドアンプIC005は、主磁極120を励磁するため、コイル160にライト電流303を通電する。ここでは、テスト書き込みとして、正負極性が対称である従来のライト電流を印加する。例えば、32mAのライト電流303を印加する。
(FIG. 7: Step S702)
The head amplifier IC005 supplies a write current 303 to the coil 160 in order to excite the main magnetic pole 120. Here, as the test writing, a conventional write current having positive and negative polarity symmetrical is applied. For example, a write current 303 of 32 mA is applied.

(図7:ステップS703)
ヘッドアンプIC005は、ステップS702で印加したライト電流303の下でエラーレートを測定し、正負極性が対称な状態の下における最適なライト電流303を決定する。ここでは、正負両極性において、ライト電流303に応じた磁界が主磁極120から発生し、それと同時にスピントルクオシレーター110にも磁界が印加される。FGL111は、磁界によるトルクと駆動電流によるトルクがつり合うことにより、スピントルク発振をしている。
(FIG. 7: Step S703)
The head amplifier IC005 measures the error rate under the write current 303 applied in step S702, and determines the optimum write current 303 under a state where the positive and negative polarities are symmetric. Here, in both positive and negative polarities, a magnetic field corresponding to the write current 303 is generated from the main magnetic pole 120, and at the same time, a magnetic field is applied to the spin torque oscillator 110. The FGL 111 oscillates the spin torque by balancing the torque generated by the magnetic field and the torque generated by the drive current.

(図7:ステップS704)
ヘッドアンプIC005は、片側極性の電流値をシフトさせたライト電流306を印加する。例えば、ライト電流303の振幅を正極性側のみ10%増幅させる。振幅を増幅した正極性側では、その電流量に応じた磁界が主磁極120から発生する。ライト電流306の正極性側で発生する磁界は、負極性側での磁界よりも大きくなるため、増幅した正磁界側ではマイクロ波周波数が負極性側よりも高周波側へシフトする。
(FIG. 7: Step S704)
The head amplifier IC005 applies a write current 306 obtained by shifting the current value of one-side polarity. For example, the amplitude of the write current 303 is amplified by 10% only on the positive polarity side. On the positive polarity side where the amplitude is amplified, a magnetic field corresponding to the amount of current is generated from the main magnetic pole 120. Since the magnetic field generated on the positive polarity side of the write current 306 is larger than the magnetic field on the negative polarity side, the microwave frequency shifts to a higher frequency side than the negative polarity side on the amplified positive magnetic field side.

(図7:ステップS705)
ヘッドアンプIC005は、コイル160にライト電流306を通電した状態でエラーレートを測定する。
(FIG. 7: Step S705)
The head amplifier IC 005 measures the error rate with the write current 306 supplied to the coil 160.

(図7:ステップS706)
ヘッドアンプIC005は、ステップS705で測定したエラーレートが最適値に収束している場合は本フローチャートを終了し、収束していない場合はステップS704へ戻って同様の処理を繰り返す。ただし、ステップS704〜S705を2回目以降に実施するときは、それ以前に使用したものとは異なる波形(振幅)のライト電流306を用いることとする。ステップS704〜S706を繰り返すことにより、正負両極性ともにマイクロ波周波数を最適な値にするライト電流306を探索することができる。
(FIG. 7: Step S706)
If the error rate measured in step S705 has converged to the optimum value, the head amplifier IC005 ends this flowchart, and if not converged, the head amplifier IC005 returns to step S704 and repeats the same processing. However, when steps S704 to S705 are performed for the second and subsequent times, a write current 306 having a waveform (amplitude) different from that used before that is used. By repeating steps S704 to S706, it is possible to search for the write current 306 that optimizes the microwave frequency for both positive and negative polarities.

<実施の形態1:まとめ>
以上のように、本実施形態1に係る磁気記録装置1000は、正負両極性ともに等しいマイクロ波周波数を発生させることができるため、両極性のマイクロ波磁界を、記録媒体にとって最適な磁気共鳴周波数に一致させることができる。これにより、マイクロ波アシスト効果を最大限に利用することができる。
<Embodiment 1: Summary>
As described above, since the magnetic recording apparatus 1000 according to the first embodiment can generate the same microwave frequency for both positive and negative polarities, the bipolar magnetic field is set to the optimum magnetic resonance frequency for the recording medium. Can be matched. Thereby, the microwave assist effect can be utilized to the maximum.

<実施の形態2>
実施形態1では、ライト電流303の振幅を正負いずれかの側においてシフトさせることにより、ライト電流303を正負極性間で非対称な波形とし、いずれの極性側においてもマイクロ波周波数を最適に調整する例を説明した。本発明の実施形態2では、ライト電流を調整する手段として、従来から用いられているオーバーシュート電流を用いる例を説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the amplitude of the write current 303 is shifted on either the positive or negative side to make the write current 303 an asymmetric waveform between the positive and negative polarities, and the microwave frequency is optimally adjusted on either polarity side Explained. In Embodiment 2 of the present invention, an example of using a conventionally used overshoot current as means for adjusting the write current will be described.

オーバーシュート電流とは、ライト電流の極性が反転するとき、定常レベルのライト電流よりも高いレベルの電流を所定時間印加し、極性を急峻に反転させて書き込み速度を高めるためのものである。   The overshoot current is intended to increase the writing speed by applying a current having a level higher than the steady-state write current for a predetermined time when the polarity of the write current is reversed, and reversing the polarity sharply.

実施形態1で説明したように、ライト電流303を正負極性間で非対称な波形とするためには、定常状態とは異なる波形のライト電流を印加する必要があり、そのための特別な回路構成などが必要になる。しかし、磁気記録装置1000がオーバーシュート電流を印加する機能を備えている場合、これを流用してライト電流を変形されることができる。本実施形態2では、この点に着目し、オーバーシュート電流を用いてライト電流を調整することとした。   As described in the first embodiment, in order for the write current 303 to have an asymmetric waveform between positive and negative polarities, it is necessary to apply a write current having a waveform different from the steady state, and a special circuit configuration for that purpose is required. I need it. However, when the magnetic recording apparatus 1000 has a function of applying an overshoot current, this can be used to change the write current. In the second embodiment, paying attention to this point, the write current is adjusted using the overshoot current.

オーバーシュート電流を印加する機能は、具体的にはライト電流を印加する回路等と同様の機能部が備えることができるが、これに限られるものではなく、別途専用の回路などを設けてもよい。   The function of applying the overshoot current can be specifically provided with the same functional unit as the circuit for applying the write current, but is not limited thereto, and a dedicated circuit or the like may be provided separately. .

図8は、本実施形態2におけるライト電流307のタイムチャートである。本実施形態2では、オーバーシュート電流を片側極性ごとにコントロールすることにより、正負両極性におけるマイクロ波周波数を調整する。具体的には、オーバーシュート電流を用いるライト電流307において、オーバーシュート電流のピーク値OSを調整することにより、正負いずれかの側のライト電流ピーク(の絶対値)を、反対側のピーク(の絶対値)よりも大きくすることができる(ライト電流308)。   FIG. 8 is a time chart of the write current 307 in the second embodiment. In the second embodiment, the microwave frequency in both positive and negative polarities is adjusted by controlling the overshoot current for each one-side polarity. Specifically, in the write current 307 using the overshoot current, by adjusting the peak value OS of the overshoot current, the write current peak (absolute value) on either the positive or negative side is changed to the opposite peak ( (Absolute value) can be set (write current 308).

また、オーバーシュート電流のピーク値の他にも、ライト電流の極性が反転したときから所定時間(Du)の間、そのピーク値を維持させることにより、ライト電流307を調整し、正負両極性におけるマイクロ波周波数を一定に維持することができる。   In addition to the peak value of the overshoot current, the write current 307 is adjusted by maintaining the peak value for a predetermined time (Du) from when the polarity of the write current is reversed. The microwave frequency can be kept constant.

本発明は、上記の実施形態をそのまま使用することに限定されるものではなく、実施する段階において、その要旨を逸脱しない範囲内で構成する要素を変更することができる。また、上記の実施形態で示されている複数の構成要素は適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態で示した全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態に構成要素を適宜に組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to using the above-described embodiment as it is, and in the stage of implementation, the constituent elements can be changed without departing from the scope of the invention. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements shown in the above embodiment. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, or constituent elements may be appropriately combined in different embodiments.

001:磁気ディスク
002:スピンドルモーター
003:アクチュエーター
004:ボイスコイルモーター
005:ヘッドアンプIC
006:リードライトチャネル
007:ハードディスクコントローラ
010:磁気ヘッド
100:記録ヘッド部
110:スピントルクオシレーター
111:FGL
112:中間層
113:スピン注入固定層
114:回転ガイド層
120:主磁極
130:トレーリングシールド
160:コイル
200:再生ヘッド部
210:再生センサ
220:下部磁気シールド
230:上部磁気シールド
301:STO駆動信号
302:ライト信号
303:ライト電流
304:リード信号
001: Magnetic disk 002: Spindle motor 003: Actuator 004: Voice coil motor 005: Head amplifier IC
006: Read / write channel 007: Hard disk controller 010: Magnetic head 100: Recording head unit 110: Spin torque oscillator 111: FGL
112: Intermediate layer 113: Spin injection pinned layer 114: Rotating guide layer 120: Main magnetic pole 130: Trailing shield 160: Coil 200: Reproducing head part 210: Reproducing sensor 220: Lower magnetic shield 230: Upper magnetic shield 301: STO drive Signal 302: Write signal 303: Write current 304: Read signal

Claims (7)

情報を記録する磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に磁界を印加する磁気ヘッドと、
高周波磁界を発生させるスピントルクオシレーターと、
前記磁気記録媒体に情報を書き込む磁界を発生させるためのライト電流を前記磁気ヘッドに供給する電流供給回路と、
を備え、
前記スピントルクオシレーターは、
前記ライト電流によって発振するように構成されており、
前記電流供給回路は、
正極性側の電流波形と負極性側の電流波形が非対称な前記ライト電流を、前記磁気ヘッドに供給する
ことを特徴とする磁気記録装置。
A magnetic recording medium for recording information;
A magnetic head for applying a magnetic field to the magnetic recording medium;
A spin torque oscillator that generates a high-frequency magnetic field;
A current supply circuit for supplying a write current for generating a magnetic field for writing information to the magnetic recording medium to the magnetic head;
With
The spin torque oscillator is
It is configured to oscillate with the write current,
The current supply circuit includes:
A magnetic recording apparatus, wherein the write current having an asymmetric current waveform on the positive polarity side and a current waveform on the negative polarity side is supplied to the magnetic head.
前記電流供給回路は、
前記ライト電流の正極性側のピーク電流の絶対値と負極性側のピーク電流の絶対値のうちいずれか一方を他方よりも大きくすることにより、前記ライト電流の正極性側の電流波形と負極性側の電流波形を非対称にする
ことを特徴とする請求項1記載の磁気記録装置。
The current supply circuit includes:
By making one of the absolute value of the peak current on the positive polarity side of the write current and the absolute value of the peak current on the negative polarity side larger than the other, the current waveform and the negative polarity on the positive polarity side of the write current The magnetic recording apparatus according to claim 1, wherein the current waveform on the side is asymmetric.
前記電流供給回路は、
前記ライト電流の極性を反転させるとき、定常時の前記ライト電流よりも絶対値が大きいオーバーシュート電流を前記磁気ヘッドに供給し、
正極性側の前記オーバーシュート電流のピークの絶対値と負極性側のピークの絶対値のうちいずれか一方を他方よりも大きくすることにより、前記ライト電流の正極性側の電流波形と負極性側の電流波形を非対称にする
ことを特徴とする請求項2記載の磁気記録装置。
The current supply circuit includes:
When reversing the polarity of the write current, an overshoot current having a larger absolute value than the write current in a steady state is supplied to the magnetic head,
By making one of the absolute value of the peak of the overshoot current on the positive polarity side and the absolute value of the peak on the negative polarity side larger than the other, the current waveform on the positive polarity side of the write current and the negative polarity side The magnetic recording apparatus according to claim 2, wherein the current waveform is asymmetric.
前記電流供給回路は、
前記ライト電流の極性を反転させるとき、定常時の前記ライト電流よりも絶対値が大きいオーバーシュート電流を前記磁気ヘッドに供給し、
前記オーバーシュート電流のピークを所定時間維持することにより、前記ライト電流の正極性側の電流波形と負極性側の電流波形を非対称にする
ことを特徴とする請求項2記載の磁気記録装置。
The current supply circuit includes:
When reversing the polarity of the write current, an overshoot current having a larger absolute value than the write current in a steady state is supplied to the magnetic head,
3. The magnetic recording apparatus according to claim 2, wherein the current waveform on the positive polarity side and the current waveform on the negative polarity side of the write current are made asymmetric by maintaining the peak of the overshoot current for a predetermined time.
前記ライト電流を用いて前記磁気記録媒体に情報を書き込むときのエラーレートを測定するエラーレート測定部を備え、
前記電流供給回路は、
前記ライト電流を用いてテスト書き込みを実施してそのときの前記エラーレートを取得し、
前記エラーレートが所定条件を満たすまで、前記ライト電流の波形を変更して前記テスト書き込みを繰り返す
ことを特徴とする請求項1記載の磁気記録装置。
An error rate measuring unit that measures an error rate when writing information to the magnetic recording medium using the write current;
The current supply circuit includes:
Test write using the write current to obtain the error rate at that time,
The magnetic recording apparatus according to claim 1, wherein the test writing is repeated while changing the waveform of the write current until the error rate satisfies a predetermined condition.
前記電流供給回路は、
前記ライト電流の正極性側の電流振幅と負極性側の電流振幅のうちいずれか一方を他方よりも大きくすることにより、前記ライト電流の正極性側の電流波形と負極性側の電流波形を非対称にする
ことを特徴とする請求項1記載の磁気記録装置。
The current supply circuit includes:
By making one of the current amplitude on the positive polarity side and the current amplitude on the negative polarity side of the write current larger than the other, the current waveform on the positive polarity side and the current waveform on the negative polarity side of the write current are asymmetric. The magnetic recording apparatus according to claim 1, wherein:
前記電流供給回路は、
前記ライト電流の正極性側と負極性側のうちいずれか一方に、直流成分を付加することにより、前記ライト電流の正極性側の電流波形と負極性側の電流波形を非対称にする
ことを特徴とする請求項1記載の磁気記録装置。
The current supply circuit includes:
By adding a direct current component to either the positive polarity side or the negative polarity side of the write current, the current waveform on the positive polarity side and the current waveform on the negative polarity side of the write current are made asymmetric. The magnetic recording apparatus according to claim 1.
JP2011186418A 2011-08-29 2011-08-29 Magnetic recording device Active JP5048860B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011186418A JP5048860B1 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Magnetic recording device
US13/402,972 US8670201B2 (en) 2011-08-29 2012-02-23 Magnetic recording device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011186418A JP5048860B1 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Magnetic recording device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5048860B1 true JP5048860B1 (en) 2012-10-17
JP2013048001A JP2013048001A (en) 2013-03-07

Family

ID=47189444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011186418A Active JP5048860B1 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Magnetic recording device

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8670201B2 (en)
JP (1) JP5048860B1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8611034B2 (en) * 2012-03-30 2013-12-17 Tdk Corporation Microwave-assisted magnetic recording device and method using non-constant microwave
US8687311B2 (en) * 2012-05-11 2014-04-01 Seagate Technology Llc Adjusting a preamp write current to apply an asymmetric signal at a write head
JP2014086122A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Toshiba Corp Magnetic recording head and disk device including the same
US8553507B1 (en) * 2012-11-13 2013-10-08 HGST Netherlands B.V. Write track shift control in shingled-microwave-assisted magnetic recording (MAMR-SMR)
US9390733B2 (en) * 2013-10-10 2016-07-12 HGST Netherlans B.V. Microwave-assisted magnetic recording (MAMR) head with an inclined and recessed main pole structure
US9230597B2 (en) 2013-11-01 2016-01-05 HGST Netherlands B.V. Magnetic head having a spin torque oscillator (STO) with a hybrid heusler field generation layer (FGL)
US9406315B2 (en) 2014-02-12 2016-08-02 HGST Netherlands B.V. AF-mode STO with negative Hk spin polarization layer
JP6173979B2 (en) 2014-06-30 2017-08-02 株式会社東芝 Magnetic disk unit
KR102324627B1 (en) 2014-10-31 2021-11-10 삼성전자주식회사 Semiconductor device having magneto-resistive device
JP2017162533A (en) * 2016-03-10 2017-09-14 株式会社東芝 Magnetic recorder and high-frequency assist recording method
JP2018147527A (en) * 2017-03-01 2018-09-20 株式会社東芝 Magnetic disk drive
US11169732B2 (en) 2017-05-18 2021-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Computing device
JP6817922B2 (en) * 2017-05-18 2021-01-20 株式会社東芝 Arithmetic logic unit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06243527A (en) 1993-02-15 1994-09-02 Hitachi Ltd Magnetic recording method and its device
US6493161B1 (en) * 1999-10-20 2002-12-10 Agere Systems Inc. Pulse-mode writer
CN1443350A (en) * 2000-03-31 2003-09-17 西加特技术有限责任公司 Pulsed wirte current adapted for use with field maintenance current in data storage device
US7522369B1 (en) * 2005-07-15 2009-04-21 Marvell International Ltd. Circuits, architectures, apparatus, systems, and methods for maintaining constant spacing in a read/write apparatus for data storage
US7796355B2 (en) * 2005-12-01 2010-09-14 Seagate Technology Llc Reverse write current preshoot
JP4358279B2 (en) * 2007-08-22 2009-11-04 株式会社東芝 Magnetic recording head and magnetic recording apparatus
JP4818234B2 (en) * 2007-09-05 2011-11-16 株式会社東芝 Magnetic recording / reproducing device
US20130128375A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-23 Lsi Corporation Magnetic Recording System With Multi-Level Write Current

Also Published As

Publication number Publication date
US8670201B2 (en) 2014-03-11
JP2013048001A (en) 2013-03-07
US20130050866A1 (en) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5048860B1 (en) Magnetic recording device
JP4818234B2 (en) Magnetic recording / reproducing device
US10643642B2 (en) Apparatus and method for writing to magnetic media using an AC bias current to enhance the write field
JP5658470B2 (en) High frequency assisted magnetic recording head and magnetic recording / reproducing apparatus using the same
JP5416746B2 (en) Magnetic storage device, head drive control device, and head drive control method
JP5558698B2 (en) Magnetic recording head, magnetic head assembly, magnetic recording apparatus, and magnetic recording method
JP2010020857A (en) Magnetic recording head, magnetic head assembly and magnetic recording system
JP5808273B2 (en) Magnetic head, head drive control device, magnetic storage device, and control method thereof
US8654480B2 (en) Magnetic head with spin torque oscillator and magnetic recording head
JP5412405B2 (en) Spin torque oscillator for microwave assisted magnetic recording
WO2010016296A1 (en) Magnetic recording head, magnetic head assembly and magnetic recording device
IE20150401A1 (en) Spin torque oscillator with low magnetic moment and high perpendicular magnetic anisotropy material
US8611034B2 (en) Microwave-assisted magnetic recording device and method using non-constant microwave
JPWO2011052021A1 (en) Magnetic recording device
JP5890983B2 (en) Magnetic recording device
US8824103B2 (en) Magnetic recording head and magnetic recording apparatus
JP5848729B2 (en) Magnetic storage device, head drive control device, and head drive control method
JP2013149340A (en) Magnetic memory device, head drive control device, and head drive control method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120719

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5048860

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151